做微信商城网站,医疗网站建设及优化,网站建设与管理论文,网站建设设计的流程文章目录 FreeRTOS移植到STM32F103ZET6上的详细步骤1. 移植前的准备工作2. 添加FreeRTOS文件3. 修改SYSTEM文件4. 修改中断相关文件5. 修改FreeRTOSConfig.h文件6. 可选步骤 FreeRTOS移植到STM32F103ZET6上的详细步骤
1. 移植前的准备工作 **基础工程#xff1a;**内存管理部… 文章目录 FreeRTOS移植到STM32F103ZET6上的详细步骤1. 移植前的准备工作2. 添加FreeRTOS文件3. 修改SYSTEM文件4. 修改中断相关文件5. 修改FreeRTOSConfig.h文件6. 可选步骤 FreeRTOS移植到STM32F103ZET6上的详细步骤
1. 移植前的准备工作 **基础工程**内存管理部分的例程源码和基本定时器的例程源码 使用实验8 基本定时器和实验36 内存管理两个实验内存管理实验做为移植的目标文件为了获得定时器的功能需要把基本定时器实验部分的TIMER文件夹拷贝到内存管理实验的BSP文件夹里面。 FreeRTOS源码 本例程使用的是FreeRTOS内核源码的版本V10.4.6即FreeRTOS v2021.00。获取路径软件资料→FreeRTOS学习资料→FreeRTOSv2202112.00.zip。
2. 添加FreeRTOS文件 添加FreeRTOS源码在基础工程的Middlewares文件夹中新建一个FreeRTOS子文件夹 将FreeRTOS内核源码的 Source 文件夹下的所有文件添加到工程的 FreeRTOS 文件夹中 将文件添加到工程 打开基础工程新建两个文件分组分别为Middlewares/FreeRTOS_CORE和Middlewares/FreeRTOS_PORT Middlewares/FreeRTOS_CORE存放FreeRTOS内核C源码文件 Middlewares/FreeRTOS_PORT存放FreeRTOS内核的移植文件分别添加heap_x.c和port.c 然后把相关文件拷贝到这两个路径下 添加头文件路径 一个是FreeRTOS/include另一个是port.c的路径 添加FreeRTOSConfig.h文件 因为需要对配置文件进行裁剪并且要结合STM32单片机我们直接从移植好的例程里面拷贝即可
3. 修改SYSTEM文件 sys.h文件 sys.h文件的修改很简单在sys.h文件中使用了宏SYS SUPPORT_OS来定义是否支持OS,因为要支持FreeRTOS,因此应当将宏SYS SUPPORT_OS定义为1具体修改如下所示 修改前 /*** SYS_SUPPORT_OS用于定义系统文件夹是否支持OS* 0,不支持OS* 1,支持OS*/
#define SYS_SUPPORT_OS 0修改后 /*** SYS_SUPPORT_OS用于定义系统文件夹是否支持OS* 0,不支持OS* 1,支持OS*/
#define SYS_SUPPORT_OS 1 usart.c文件 usart.c文件的修改也很简单一共有两个地方需要修改首先就是串口的中断服务函数原本在使用uCOS的时候进入和退出中断需要添加OSIntEnter()和OSIntExit()两个函数这是uCOS对于中断的相关处理机制而FreeRTOS中并没有这种机制因此将这两行代码删除修改后串口的中断服务函数如下所示 修改前 void USART_UX_IRQHandler(void)
{
#if SYS_SUPPORT_OS /* 使用OS */OSIntEnter();
#endifHAL_UART_IRQHandler(g_uart1_handle); /* 调用HAL库中断处理公用函数 */#if SYS_SUPPORT_OS /* 使用OS */OSIntExit();
#endif}修改后 void USART_UX_IRQHandler(void)
{HAL_UART_IRQHandler(g_uart1_handle); /* 调用HAL库中断处理公用函数 */while (HAL_UART_Receive_IT( g_uart1_handle,(uint8_t *)g_rx_buffer,RXBUFFERSIZE) ! HAL_OK)/* 重新开启中断并接收数据 */{/* 如果出错会卡死在这里 */}}接下来usart.c要修改的第二个地方就是导入的头文件因为在串口的中断服务函数当中已经删除了uCOS的相关代码并且也没有使用到FreeRTOS的相关代码因此将usart.c中包含的关于OS的头文件删除要删除的代码如下所示 /* 如果使用 os,则包括下面的头文件即可. */
#if SYS_SUPPORT_OS
#include includes.h /* os 使用 */
#endifdelay.c文件 1删除适用于 µC/OS 但不适用于 FreeRTOS 的相关代码 /* 定义 g_fac_ms 变量, 表示 ms 延时的倍乘数,
* 代表每个节拍的 ms 数, (仅在使能 os 的时候,需要用到)
*/
static uint16_t g_fac_ms 0;
/*
* 当 delay_us/delay_ms 需要支持 OS 的时候需要三个与 OS 相关的宏定义和函数来支持
* 首先是 3 个宏定义:
* delay_osrunning :用于表示 OS 当前是否正在运行,以决定是否可以使用相关函数
* delay_ostickspersec :用于表示 OS 设定的时钟节拍,
* delay_init 将根据这个参数来初始化 systick
* delay_osintnesting :用于表示 OS 中断嵌套级别,因为中断里面不可以调度,
* delay_ms 使用该参数来决定如何运行
* 然后是 3 个函数:
* delay_osschedlock :用于锁定 OS 任务调度,禁止调度
* delay_osschedunlock :用于解锁 OS 任务调度,重新开启调度
* delay_ostimedly :用于 OS 延时,可以引起任务调度.
*
* 本例程仅作 UCOSII 和 UCOSIII 的支持,其他 OS,请自行参考着移植
*/
/* 支持 UCOSII */
#ifdef OS_CRITICAL_METHOD /* OS_CRITICAL_METHOD 定义了* 说明要支持 UCOSII*/
#define delay_osrunning OSRunning /* OS 是否运行标记,0,不运行;1,在运行 */
#define delay_ostickspersec OS_TICKS_PER_SEC /* OS 时钟节拍,即每秒调度次数 */
#define delay_osintnesting OSIntNesting /* 中断嵌套级别,即中断嵌套次数 */
#endif
/* 支持 UCOSIII */
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD /* CPU_CFG_CRITICAL_METHOD 定义了* 说明要支持 UCOSIII*/
#define delay_osrunning OSRunning /* OS 是否运行标记,0,不运行;1,在运行 */
#define delay_ostickspersec OSCfg_TickRate_Hz /* OS 时钟节拍,即每秒调度次数 */
#define delay_osintnesting OSIntNestingCtr /* 中断嵌套级别,即中断嵌套次数 */
#endif
/**
* brief us 级延时时,关闭任务调度(防止打断 us 级延迟)
* param 无
* retval 无
*/
static void delay_osschedlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD /* 使用 UCOSIII */OS_ERR err;OSSchedLock(err); /* UCOSIII 的方式,禁止调度防止打断 us 延时 */
#else /* 否则 UCOSII */OSSchedLock(); /* UCOSII 的方式,禁止调度防止打断 us 延时 */
#endif
}
/**
* brief us 级延时时,恢复任务调度
* param 无
* retval 无
*/
static void delay_osschedunlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD /* 使用 UCOSIII */OS_ERR err;OSSchedUnlock(err); /* UCOSIII 的方式,恢复调度 */
#else /* 否则 UCOSII */OSSchedUnlock(); /* UCOSII 的方式,恢复调度 */
#endif
}
/**
* brief us 级延时时,恢复任务调度
* param ticks: 延时的节拍数
* retval 无
*/
static void delay_ostimedly(uint32_t ticks)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHODOS_ERR err;OSTimeDly(ticks, OS_OPT_TIME_PERIODIC, err); /* UCOSIII 延时采用周期模式 */
#elseOSTimeDly(ticks); /* UCOSII 延时 */
#endif
}2添加 FreeRTOS 的相关代码 只需要在delay.c文件中使用 extern关键字导入一个FreeRTOS函数一 xPortSysTickHandler()即可这个函数是用于处理FreeRTOS系统时钟节拍的本教程是使用 SysTick作为FreeRTOS操作系统的心跳因此需要在SysTick的中断服务函数中调用这个函数因此将代码添加到SysTick中断服务函数之前代码修改如下 extern void xPortSysTickHandler(void);3修改部分内容 最后要修改的内容包括两个分别是包含头文件和 4 个函数。 包含头文件 //修改前
#include includes.h
//修改后
#include FreeRTOS.h
#include task.h4个函数 (1) SysTick_Handler() 修改前 void SysTick_Handler(void)
{/* OS 开始跑了,才执行正常的调度处理 */if (delay_osrunning OS_TRUE){/* 调用 uC/OS-II 的 SysTick 中断服务函数 */OS_CPU_SysTickHandler();}HAL_IncTick();
}修改后 void SysTick_Handler(void)
{HAL_IncTick();if(xTaskGetSchedulerState() ! taskSCHEDULER_NOT_STARTED){xPortSysTickHandler();}
}(2) delay_init() 修改前 void delay_init(uint16_t sysclk)
{
#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS */uint32_t reload;
#endifg_fac_us sysclk; /* 由于在HAL_Init中已对systick做了配置所以这里无需重新配置 */
#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS. */reload sysclk; /* 每秒钟的计数次数 单位为M */reload * 1000000 / delay_ostickspersec; /* 根据delay_ostickspersec设定溢出时间,reload为24位* 寄存器,最大值:16777216,在168M下,约合0.09986s左右*/g_fac_ms 1000 / delay_ostickspersec; /* 代表OS可以延时的最少单位 */SysTick-CTRL | 1 1; /* 开启SYSTICK中断 */SysTick-LOAD reload; /* 每1/delay_ostickspersec秒中断一次 */SysTick-CTRL | 1 0; /* 开启SYSTICK */
#endif
}修改后 void delay_init(uint16_t sysclk)
{
#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS */uint32_t reload;
#endifSysTick-CTRL 0;HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK_DIV8);g_fac_us sysclk / 8; /* 由于在HAL_Init中已对systick做了配置所以这里无需重新配置 */#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS. */reload sysclk / 8; /* 每秒钟的计数次数 单位为M */reload * 1000000 / configTICK_RATE_HZ; /* 根据delay_ostickspersec设定溢出时间,reload为24位* 寄存器,最大值:16777216,在168M下,约合0.09986s左右*/ /* 代表OS可以延时的最少单位 */SysTick-CTRL | 1 1; /* 开启SYSTICK中断 */SysTick-LOAD reload; /* 每1/delay_ostickspersec秒中断一次 */SysTick-CTRL | 1 0; /* 开启SYSTICK */
#endif
}(3) delay_us() 修改前 void delay_us(uint32_t nus)
{uint32_t ticks;uint32_t told, tnow, tcnt 0;uint32_t reload SysTick-LOAD; /* LOAD的值 */ticks nus * g_fac_us; /* 需要的节拍数 */#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS */delay_osschedlock(); /* 锁定 OS 的任务调度器 */
#endiftold SysTick-VAL; /* 刚进入时的计数器值 */while (1){tnow SysTick-VAL;if (tnow ! told){if (tnow told){tcnt told - tnow; /* 这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了 */}else{tcnt reload - tnow told;}told tnow;if (tcnt ticks) {break; /* 时间超过/等于要延迟的时间,则退出 */}}}#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS */delay_osschedunlock(); /* 恢复 OS 的任务调度器 */
#endif }修改后 void delay_us(uint32_t nus)
{uint32_t ticks;uint32_t told, tnow, tcnt 0;uint32_t reload SysTick-LOAD; /* LOAD的值 */ticks nus * g_fac_us; /* 需要的节拍数 */told SysTick-VAL; /* 刚进入时的计数器值 */while (1){tnow SysTick-VAL;if (tnow ! told){if (tnow told){tcnt told - tnow; /* 这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了 */}else{tcnt reload - tnow told;}told tnow;if (tcnt ticks) {break; /* 时间超过/等于要延迟的时间,则退出 */}}}
}(4) delay_ms() 修改前 void delay_ms(uint16_t nms)
{#if SYS_SUPPORT_OS /* 如果需要支持OS, 则根据情况调用os延时以释放CPU */if (delay_osrunning delay_osintnesting 0) /* 如果OS已经在跑了,并且不是在中断里面(中断里面不能任务调度) */{if (nms g_fac_ms) /* 延时的时间大于OS的最少时间周期 */{delay_ostimedly(nms / g_fac_ms); /* OS延时 */}nms % g_fac_ms; /* OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时 */}
#endifdelay_us((uint32_t)(nms * 1000)); /* 普通方式延时 */
}修改后 void delay_ms(uint16_t nms)
{uint32_t i;for(i0; inms; i){delay_us(1000);}
}4. 修改中断相关文件
FreeRTOS系统时基定时器的中断(SysTick中断)、SVC中断、PendSV中断。 SysTick的中断服务函数在delay.c文件中已经定义了并且FreeRTOS也提供了SVC和PendSV的中断服务函数因此需要将HAL库提供的这三个中断服务函数注释掉这里采用宏开关的方式让HAL库中的这三个中断服务函数不加入编译使用的宏在sys.h中定义因此还需要导入Sysh头文件请读者按照表2.1.4.1找到对应的文件进行修改修改后的代码如下所示
/* 导入 sys.h 头文件 */
#include ./SYSTEM/SYS/sys.h/* 加入宏开关 */
#if (!SYS_SUPPORT_OS)
void SVC_Handler(void)
{
}
#endif#if (!SYS_SUPPORT_OS)
void PendSV_Handler(void)
{
}
#endif#if (!SYS_SUPPORT_OS)
void SysTick_Handler(void)
{HAL_IncTick();
}
#endif5. 修改FreeRTOSConfig.h文件
在FreeRTOSConfig.h中
#define configPRIO_BITS __NVIC_PRIO_BITS在stm32f103xe.h文件中修改
#define __NVIC_PRIO_BITS 4U为
#define __NVIC_PRIO_BITS 46. 可选步骤 修改工程目标名称 本教程是以标准例程-HAL库版本的内存管理实验工程为基础工程内存管理实验工程的工程日标名为“MALLOC”,为了规范工程笔者建议将工程目标名修改为“FreeRTOS”或根据读者的实际场景进行修改修改如下图所示 移出USMART调试组件 由于本教程并未使用到USMART调试组件因此建议将USMART调试组件从工程中移除如果读者需要使用USMART调试组件的话也可选择保留移除USAMRT调试组建后工程文件分组如下图所示这里以正点原子的STM32F1系列开发板为例其他开发板类似修改后文件组为 添加定时器驱动 由于在后续的实验中需要使用到$TM32的基本定时器外设因此需要向工程中添加定时器的相关驱动文件读者也可在后续实验需要用到定时器的时候再进行添加。将定时器的相关驱动文件添加到工程的Drivers/BSP文件分组中如下图所示这里以正点原子的STM32F1系列开发板为例其他开发板类似) ) 添加应用程序 添加freertos_demo.c和freertos_demo.h测试文件对于 main.c 主要是在main()函数中完成一些硬件的初始化最后调用 freertos_demo.c文件中的freertos_demo()函数。 main.c #include ./SYSTEM/sys/sys.h
#include ./SYSTEM/usart/usart.h
#include ./SYSTEM/delay/delay.h
#include ./BSP/LED/led.h
#include ./BSP/LCD/lcd.h
#include ./BSP/KEY/key.h
#include ./BSP/SRAM/sram.h
#include ./MALLOC/malloc.h
#include freertos_demo.hconst char *SRAM_NAME_BUF[SRAMBANK] { SRAMIN , SRAMEX };int main(void)
{HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */led_init(); /* 初始化LED */lcd_init(); /* 初始化LCD */key_init(); /* 初始化按键 */sram_init(); /* SRAM初始化 */my_mem_init(SRAMIN); /* 初始化内部SRAM内存池 */my_mem_init(SRAMEX); /* 初始化外部SRAM内存池 */lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, YIZHI successed, RED);freertos_demo();
}freertos_demo.c #include freertos_demo.h
#include ./SYSTEM/usart/usart.h
#include ./BSP/LED/led.h
#include ./BSP/LCD/lcd.h#include FreeRTOS.h
#include task.h#define START_TASK_PRIO 1 // 任务优先级
#define START_STK_SIZE 128 // 任务堆栈大小
TaskHandle_t StartTask_Handler; // 任务句柄
void start_task(void *pvParameters); // 任务函数 #define TASK1_PRIO 2 // 任务优先级
#define TASK1_STK_SIZE 128 // 任务堆栈大小
TaskHandle_t Task1Task_Handler; // 任务句柄
void task1(void *pvParameters); // 任务函数 #define TASK2_PRIO 3 // 任务优先级
#define TASK2_STK_SIZE 128 // 任务堆栈大小
TaskHandle_t Task2Task_Handler; // 任务句柄
void task2(void *pvParameters); // 任务函数 /*创建开始任务*/
void freertos_demo(void)
{ xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, // 任务函数 (const char* )start_task, // 任务名称 (uint16_t )START_STK_SIZE, // 任务堆栈大小 (void* )NULL, // 传入给任务函数的参数 (UBaseType_t )START_TASK_PRIO, // 任务优先级 (TaskHandle_t* )StartTask_Handler); // 任务句柄 vTaskStartScheduler();
}/*创建两任务1和任务2*/
void start_task(void *pvParameters)
{taskENTER_CRITICAL(); // 进入临界区 // 创建任务1 xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,(const char* )task1,(uint16_t )TASK1_STK_SIZE,(void* )NULL,(UBaseType_t )TASK1_PRIO,(TaskHandle_t* )Task1Task_Handler);// 创建任务2 xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,(const char* )task2,(uint16_t )TASK2_STK_SIZE,(void* )NULL,(UBaseType_t )TASK2_PRIO,(TaskHandle_t* )Task2Task_Handler);vTaskDelete(StartTask_Handler); // 删除开始任务 taskEXIT_CRITICAL(); // 退出临界区
}/*任务一: LED0闪烁*/
void task1(void *pvParameters)
{ while(1){LED0_TOGGLE(); vTaskDelay(1000); //延时1000ticks }
}/*任务二: LED1闪烁*/
void task2(void *pvParameters)
{ while(1){LED1_TOGGLE();vTaskDelay(500); //延时500ticks }
}freertos_demo.h #ifndef __FREERTOS_DEMO_H
#define __FREERTOS_DEMO_Hvoid freertos_demo(void);#endif
